Microbiologie BIOL 3253
Les virus: introduction et
caractères généraux
Les virus
Organismes acellulaires simples.
Parasites intracellulaires obligatoires.
Virologues
Scientifiques qui étudient les virus.
Virologie
Étude des virus.
Propriétés générales des virus
Virion
Particule virale complète.
Formé de 1 molécule d’ADN ou d’ARN enfermée(s) dans une coque protéique.
Peut contenir d’autres couches additionnelles, souvent complexes (glucides, lipides et
protéines).
Comparaison entre virus et organismes cellulaires
Virus
Organisation simple et acellulaire.
Contiennent soit de l’ADN ou de l’ARN mais pas les deux (il existe des
exceptions).
Ne peuvent se multiplier et se diviser indépendamment des cellules vivantes.
Ce sont tous des parasites intracellulaires obligatoires.
Organismes cellulaires
Organisation complexe.
Contiennent de l’ADN et de l’ARN.
Effectuent la division cellulaire pour se
multiplier et se diviser.
Certains sont des
parasites intracellulaires
obligatoires.
La structure et la taille des virus
Ils possèdent habituellement une taille de 10 à 400 nm de diamètre.
Propriétés générales de structure
Nucléocapside
Composée d’acides nucléiques (ADN ou ARN)
maintenus dans une coque protéique nommée capside.
Capside
Coque protéique qui entoure le génome viral.
Protège le matériel génétique et favorise son transfert d’une cellule hôte à une autre.
Protomère
Sous-unité protéique qui compose la capside.
Les types morphologiques
helicoïdales
enveloppes complexes
icosaédriques
Capsides hélicoïdales
Ressemblent à des tubes
creux faits de protéines.
Les ARN du virus influenza sont inclus dans des capsides en hélices fines et
flexibles, repliées dans une enveloppe.
Capsides icosaédriques
Polyèdre régulier avec 20 faces triangulaires
equilatérales et 12 sommets.
Figure 16.12
hexamères
pentamères
Capsomères
Unités en forme d’anneau
composées de 5 ou 6 protomères.
Pentamères (pentons) – 5 sous-unités.
Hexamères (hexons) – 6 sous-unités.
Capsides à symétrie complexe
Virus de la vaccine
Virus à symétrie binaire: Contiennent la symétrie en icosaèdre (la tête) et la symétrie en hélice (la queue).
Coliphage T-pairs
Enveloppes et enzymes virales
Enveloppes virales
Structure membranaire qui enveloppe certains virus.
Les lipides et les sucres qui peuvent être retrouvés dans l’enveloppe proviennent généralement des membranes de la cellule hôte.
projections (spicules)
Projections protéiques de l’enveloppe – spécifiques à certains virus.
Enzymes virales
Observées chez certains virus.
Associées à la capside (à l’intérieur de celle-ci) ou à l’enveloppe.
Souvent impliquées dans la réplication des acides nucléiques (exemple: ARN polymérase ARN-
dépendante chez des virus à ARN) .
Les génomes viraux
Les génomes viraux à ADN
Chez les virus à ADN, on retrouve des génomes dont l’ADN est linéaire et d’autres circulaire.
Certains ADN viraux possèdent des nucléotides contenant des bases inhabituelles (i.e. le 5-
hydroxyméthylcytosine remplace la cytosine).
Exemple du phage lambda:
ADN linéaire dans la capside
ADN circulaire dans l’hôte
Extrémités cohésives (bouts collants)
Les génomes viraux à ARN
Beaucoup de génomes à ARN sont des génomes segmentés (divisés en fragments séparés).
Un virion contient >1 ARN unique
Virus à ARN simple brin à chaîne positive (plus)
La séquence des bases de l’ARN est identique à celle de l’ARNm viral.
Les ARN positifs viraux ressemblent à des ARN messagers.
Comme les ARNm eucaryotes, ils possèdent souvent une coiffe à l’extrémité 5’ et certaines possèdent aussi une queue poly-A à leur extrémité 3’.
Les ARN positifs viraux peuvent diriger la synthèse protéique immédiatement après avoir pénétré dans la cellule.
Virus à ARN simple brin à chaîne négative (moins)
La séquence des bases de l’ARN est complémentaire à celle de l’ARNm viral.
La multiplication des virus
Principales étapes utilisées lors de la
multiplication des virus dans une cellule hôte:
La propagation des virus
Requiert l’inoculation d’un hôte approprié.
Hôtes pour des virus d’animaux:
Animaux
Oeufs embryonnés
Cultures sur des monocouches de cellules animales.
Formation de plages de lyse (zones localisées de lyse cellulaire) ou effets cytopathiques (anomalies cellulaires).
Hôtes pour des bactériophages:
Cultures de bactéries jeunes (milieux liquides ou solides).
La lyse bactérienne conduit à la formation de plages.
Hôtes pour des virus végétaux:
Plantes
Peuvent causer des lésions nécrotiques locales ou des symptômes généraux d’infection.
Cultures de tissus végétaux.
Culture de cellules séparées ou protoplastes.
Plage de lyse
Lésions nécrotiques
Purification des virus
La purification repose sur différentes propriétés virales.
Relativement aux protéines, les virions sont très grands; ils sont souvent plus stables que les
composants cellulaires normaux et ils possèdent des protéines de surface.
Il existe cinq méthodologies principales:
Centrifugation différentielle.
Centrifugation en gradient de densité.
Précipitation des virus.
Dénaturation des contaminants.
Digestion enzymatique des contaminants.
Centrifugation différentielle
Séparation basée sur la taille
Centrifugation en gradient
Séparation basée sur la taille et la densité
Précipitation
On a souvent recours au sulfate d’ammonium ou au polyéthylène glycol.
On utilise une concentration juste inférieure à
celle qui précipitera les virus. On enlève alors
les contaminants qui sont précipités puis on
ajoute plus de composé précipitant (sulfate
d’ammonium par exemple) et on recueille les
virus précipités par centrifugation.
Dénaturation des contaminants
Comme les virus sont généralement moins facilement dénaturés que beaucoup de
constituants cellulaires, on peut également dénaturer les contaminants à l’aide de
chaleur, changement de pH, ou utilisation de
solvants organiques.
Digestion enzymatique des contaminants
Des enzymes (protéases et nucléases) peuvent être utilisées pour dégrader les protéines et les acides nucléiques
cellulaires car les virus sont généralement
plus résistants à ces enzymes.
Titrage des virus
Utilisé pour déterminer le nombre de virus présents dans un échantillon.
Deux approches sont utilisées:
Comptage direct des particules.
Indirectement par dénombrement des unités
infectieuses.
Comptage direct
Effectué à l’aide d’un microscope électronique.
Particules virales
Méthodes indirectes
Test d’hémagglutination
Détermine la dilution de virus la plus élevée qui entraîne une hémagglutination de globules rouges du sang.
Méthode rapide pour déterminer la quantité relative de certains virus tels que le virus de la grippe.
Méthode des plages
Différentes dilutions de virus sont étalées sur des cellules hôtes appropriées.
Dénombrement des plages de lyses.
Les résultats sont exprimés par nombre de virus infectieux ou d’unités formatrices de plages (UFP).
Dose infectieuse et dose létale.
Détermine la dilution limite (plus petite
quantité de virus possible) à laquelle 50% des cellules ou des organismes hôtes sont
endommagés ou détruits.
Les résultats sont exprimés sous
forme de dose létale DL
50et de dose infectieuse DI
50.
Dénombrement des unités infectieuses
Les principes de la taxinomie virale
Classification basée sur de nombreuses caractéristiques:
Les plus importantes sont habituellement reliées au génome.
Caractéristiques importantes:
Nature de l’hôte (animal, végétal, bactérien, etc.).
Type d’acides nucléiques (ADN, ARN, simple ou double brin, segmentation ou non, etc.).
Symétrie de la capside.
Présence de l’enveloppe.
Diamètre du virion.
Nombre de capsomères chez les virus icosaédriques.
Propriété immunologiques.
Nombre de gènes et carte génétique.
Site intracellulaire de multiplication.
Maladies engendrées et/ou carcatères cliniques particulier.
Etc.
Les principes de la taxinomie virale
Le Comité International sur la Taxinomie des Virus (CITV) a développé un système de
classification qui divise maintenant les virus en:
3 Ordres (-virales)
73 Familles (-viridae)
9 Sous-familles (-virinae)
287 Genres (-virus)
2000 Espèces
Quelques groupes de virus communs
Système de classification alternatif: le système Baltimore
De nombreux virologues préfèrent utiliser un
système de classification alternatif établi par le
lauréat d’un prix Nobel, David Baltimore.
Ce système repose principalement sur les caractéristiques du
génome des virus et sur le procédé utilisé pour synthétiser l’ARNm viral.
